A longitudinal, randomized experimental pilot study to investigate the effects of airborne infrasound on human mental health, cognition, and brain structure

Review of Evidence Relating to Environmental Noise Exposure and Annoyance, Sleep Disturbance, Cardio-Vascular and Metabolic Health Outcomes in the Context of the Interdepartmental Group on Costs and Benefits Noise Subject Group (IGCB(N))

auteurs:  Ascone L, Kling C, Wieczorek J, Koch C &  Kühn S

jaar: 2021

type onderzoek: experimenteel gerandomiseerd vergelijkend onderzoek

tijdschrift & DOI nummer: doi.org/10.1038/s41598-021-82203-6

Relevantie: Nauwgezet, vergelijkend onderzoek van de slaapkwaliteit en eventuele fysieke gevolgen in de hersenen, tussen twee groepen personen waarvan de ene, lukraak gekozen, helft wél en de andere geen nachtenlang infrasoon geluid aangeboden kreeg tijdens 28 opeenvolgende nachten. Er bleek geen statistisch verschil tussen beide groepen in gedrag, wel werd een relevante afname  van de hersenschors gevonden in de groep die geluidsexpositie had ontvangen in hersengebieden die met het gehoor en de spraak samenhangen. 

Nederlandse samenvatting: 38 in elk opzicht gezonde proefpersonen (18-45 jr, 50/50 m/v) uit de stad Hamburg ontvingen (gerandomiseerd, enkel blind, 50/50  verum/placebo) infrasoon geluid gedurende 28 opeenvolgende nachten. Gestructureerde zelf-rapportages, 80-90 dB SPL (sound pressure level) 6 Hz continue aanbod van 8 uur gedurende de slaap. pre- en post werd gemeten, slaperigheid/alertheid/gedrag overdag, slaaprust ‘s nachts, klachten behorend bij windturbinesyndroom, fMRI. Er werden geen statische relevante verschillen in gedrag gevonden tussen beide groepen. Wel bleek de expositie groep bij fMRI-onderzoek een afname van grijze stof te hebben in het somatomotore en cognitieve hersendeel van het cerebellum (bilateraal, VIIIa) en de auditieve cortex (gyrus angularis, BA39), wat samenhangt met taalbegrip en productie van semantisch/lexicaal opnemen en lezen. Vervolgonderzoek met behulp van elektromyografie, taalverwerving en complex verbaal geheugen lijkt relevant.

Originele abstract: Airborne infrasound (IS; emitted by e.g., large machinery, wind farms) is ubiquitous in technologized environments. Health hazards are controversially discussed at present. This study investigated longterm effects of IS on brain (regional grey matter volume; rGMV) and behavior in humans. Specifically engineered infrasonic (6 Hz, 80–90 dB) vs. sham devices were installed in participants’ (N = 38) bedrooms and active for 28 nights. Somatic and psychiatric symptoms, sound-sensitivity, sleep quality, cognitive performance, and structural MRI were assessed pre-post. Null findings emerged for all behavioral variables. Exploratory analyses revealed a trend (p = .083) with individuals exposed to IS reporting more physical weakness at post-test (d = 0.38). Voxel-based morphometry (VBM) revealed no rGMV increases, but there were decreases within clusters in the cerebellum VIIIa (bilateral) and left angular gyrus (BA39) in verum. In conclusion, IS does not affect healthy individuals on a global scale. However, future trials should consider more fine-grained specific effects, combining self-report with physiological assessments, particularly directed at bodily sensations and perception. As no brainbehavior-links could be established, the identified grey matter decline cannot be interpreted in terms of potential harmfulness vs. improvement through IS-exposure. Parameters that may best reflect brain changes as established in the present study include motor function, sensory processing/ bodily and motor-perceptions, working memory, and higher auditory processing (i.e., language-related tasks), which are hence potential target variables for further research.

url volledige artikel/ of DOI nummer:

https://doi.org/10.1038/s41598-021-82203-6